KR101856217B1 - Film type optical component package and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 필름 타입의 광소자 패키지 및 그 제조 방법을 개시한다. 상기 필름 타입의 광소자 패키지는 비아홀이 관통되어 형성된 절연필름; 상기 절연필름의 일면 상에 위치하며 상기 비아홀에 대응한 금속층의 부분에 상기 절연필름의 일면으로부터 다른 면을 향해 함몰되도록 형성된 함몰부를 갖는 금속층; 상기 함몰부 상에 실장되며 상기 금속층과 전기적으로 연결된 광소자; 및 상기 금속층의 함몰부에 접합되는 히트싱크를 포함한다. 본 발명에 따라, 접착층이 없는 금속판(또는 히트싱크)에 광소자 패키지를 접합함으로써, 기존의 접합층으로 인한 열 흐름의 병목현상을 방지하여 방열 효율을 극대화하고, 기존의 복잡한 방열 구조를 단순화하므로 경제성을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses a film type optical device package and a manufacturing method thereof. Wherein the film type optical device package comprises: an insulating film formed with a via hole penetrating therethrough; A metal layer located on one side of the insulating film and having a recess formed in a portion of the metal layer corresponding to the via hole so as to be recessed from one surface of the insulating film toward the other surface; An optical element mounted on the depression and electrically connected to the metal layer; And a heat sink joined to the depression of the metal layer. According to the present invention, by bonding an optical device package to a metal plate (or a heat sink) having no adhesive layer, bottleneck of heat flow due to the existing bonding layer is prevented, thereby maximizing the heat dissipation efficiency and simplifying the existing complicated heat dissipating structure The economic efficiency can be improved.
Description
본 발명은 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical device package and a manufacturing method thereof.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라고도 함)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들어 내고, 이들의 재결합에 의하여 전기 에너지를 빛 에너지로 바꾸어 주어 발광시키는 금속간 화합물 접합 다이오드를 말한다. LED는 캐소드단자와 애노드단자에 전원을 인가할 때 전자와 정공이 결합할 때 발생하는 빛에너지로 가시광을 방출한다.In general, a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) generates a small number of injected carriers (electrons or holes) by using a pn junction structure of a semiconductor, converts electric energy into light energy by recombination thereof, And an intermetallic compound junction diode that emits light. LEDs emit visible light as light energy generated when electrons and holes combine when applying power to the cathode and anode terminals.
백색광을 방출하는 백색 LED는 적색(Red) LED, 녹색(Green) LED, 청색(Blue) LED 3색 조합으로 구현되거나 청색 LED에 황색 형광체(yellow Phosphor)의 결합으로 구현될 수 있다. 백색 LED의 등장으로 인하여, LED의 적용분야는 전자제품의 인디케이터(indicator)로부터 생할용품, 광고용 패널(Panel) 등으로 그 응용 범위가 확대되었고, 현재는 LED 칩의 고 효율화에 따라 가로등, 자동차 헤드렘프(Head lamp), 형광등 대체용 일반 조명 광원을 대체할 수 있는 단계에 이르렀다.White LEDs emitting white light can be realized by a combination of three colors of red LED, green LED and blue LED, or can be implemented by combining yellow phosphor with blue LED. Due to the emergence of white LEDs, the application field of LEDs has expanded to include products that will come from indicators of electronic products, advertising panels, etc. Now, with the high efficiency of LED chips, Head lamps, and fluorescent lamps.
고전력 및 고휘도 LED는 다양한 조명 분야에 적용되고 있다. LED의 효율과 수명은 LED의 접합면에서 발생되는 열이 높을 수록 나빠진다. 고전력 및 고휘도 LED 패키지에는 LED 칩(Chip)으로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 설계가 필수적이다.High power and high brightness LEDs are being applied in various lighting applications. The efficiency and lifetime of the LED deteriorate as the heat generated from the junction surface of the LED increases. High-power and high-brightness LED packages require a design to dissipate heat generated from the LED chips.
LED 패키지에 인가되는 에너지의 약 15% 정도는 빛으로 변환되고 약 85%는 열로 소비된다. LED 칩의 온도가 높아질수록 LED 패키지의 불량률(Failure rate)이 높아진다.About 15% of the energy applied to the LED package is converted to light and about 85% is consumed as heat. The higher the temperature of the LED chip, the higher the failure rate of the LED package.
수지 몰딩 타입(resin molding type)의 LED 패키지는 플라스틱 수지의 낮은 열 전도도로 인하여 0.2W/mK 이상의 LED 칩에서 효율적인 열방출 구조를 제공하지 못하고 있다. 이 때문에, 수지 몰딩 타입의 LED 패키지는 0.1W 이하의 LED 칩을 사용하는 인디케이터(indicator)나, 저휘도용으로 사용되고 있다. 수지 몰딩 타입의 LED 패키지의 방열 구조를 개선하기 위하여, LED 칩의 하부에 구리(열전도도 300 -400 W/mK)나, 알루미늄(열전도도 150 - 180W/mK) 소재의 히트싱크(heat sink)를 내장하는 패키지 구조가 개발되었다.Resin molding type LED packages fail to provide an efficient heat dissipation structure in LED chips of 0.2 W / mK or more due to the low thermal conductivity of the plastic resin. For this reason, a resin molding type LED package is used as an indicator using an LED chip of 0.1 W or less or for low luminance. In order to improve the heat dissipation structure of the LED package of the resin molding type, a heat sink of copper (thermal conductivity 300-400 W / mK) or aluminum (thermal conductivity 150-180 W / mK) Package structure was developed.
히트싱크 내장 수지 몰딩 타입의 LED 패키지는 히트싱크 금속을 통한 직접 방열을 이용하여 방열 효과가 비교적 우수하여 0.1W 이상의 LED 패키지에 적용될 수 있으나, 수지 재료와 히트싱크용 금속 코아(metal core) 간의 열 팽창 계수 차이로 인하여 그들 사이에서 크랙(crack) 발생으로 인하여 신뢰성에 문제가 있다.The LED package with built-in heat sink has a relatively good heat dissipation effect using direct heat dissipation through heat sink metal, and can be applied to LED packages of 0.1 W or more. However, heat between the resin material and the metal core for heat sink There is a problem in reliability due to cracks between them due to the difference in expansion coefficient.
LED 패키지에서 발생되는 열은 금속 PCB를 통해 방열된다. 금속 PCB는 알루미늄 금속 기판 상에 수지층. 동박층, 솔더 레지스트(Soler regist) 층이 적층된 구조를 갖는다. 수지층은 전류가 흐르는 동박층과 그 하부의 금속 기판층과의 전기적 절연, 동박층과 하부의 금속 기판 층 사이에 열전달 패스를 형성하는 역할을 한다. LED 패키지로부터 발생된 열은 금속 PCB의 1차적으로 동박층을 통해 1차 전도되고 이렇게 전도된 열이 수지층을 통해 하부의 금속 기판에 전달된다. Heat generated from the LED package is dissipated through the metal PCB. Metal PCB is a resin layer on an aluminum metal substrate. A copper foil layer, and a solder resist layer. The resin layer serves to form a heat transfer path between the copper foil layer through which the current flows and the metal substrate layer thereunder, and between the copper foil layer and the metal substrate layer below. Heat generated from the LED package is firstly conducted through the copper foil layer of the metal PCB and transferred to the underlying metal substrate through the resin layer.
LED 패키지들이 어레이 형태로 금속 PCB 상에 실장되면, 금속 PCB 만으로는 방열 효과가 낮기 때문에 금속 PCB의 저면에 별도의 히트싱크를 장착하여 방열시킬 수 있다.When the LED packages are mounted on a metal PCB in an array form, the heat dissipation effect of the metal PCB alone is low, so a separate heat sink can be mounted on the bottom of the metal PCB for heat dissipation.
도 1은 종래 히트싱크와 접합된 LED 패키지의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an LED package bonded to a conventional heat sink.
도 1을 참조하면, LED(10)는 솔더(20)에 의해 금속 회로 예컨대, 구리 회로(40)에 솔더링된다. 그리고, 구리 회로 상의 선택된 부분에 솔더 레지스트(30)가 도포되어 있으며, 구리 회로(40)는 인쇄회로기판(50) 상에 실장된다. 인쇄회로기판(50)는 접착제(60)를 통해 전열 시트(thermal sheet)(70)에 접착된다. 상기 전열 시트(70)는 고열전자부품의 열을 확산시키는 소재(Thermal Sheet)로 만들어지며, 전열도는 100W/mK 이상 낮추고, 두께는 1mm 이하로 하며, 곡률반경 10cm 이하의 연성을 갖추는 것이 바람직하다. 전열 시트(70)는 전자부품의 경박 단소화로 인해 소형전자제품에서 발생하는 열을 확산시키거나 전열시킨다. Referring to FIG. 1,
전열 시트(70)는 접착제(80)를 통해 히트싱크(90)에 접합된다. 히트싱크(90)는 LED(10) 및 관련 구리 회로(40)로부터 발생된 열을 방출한다. 히트싱크(90)는 LED에서 발생한 열을 패키지 몸체의 바닥면을 거쳐 외부로 방출하는 경로를 형성한다.The heat transfer sheet (70) is bonded to the heat sink (90) through the adhesive (80). The
종래에는, 방열 LED 패키지를 기판 상에 실장할 때, 히트싱크가 도전성 접착물질(60, 80)에 의해 기판(50)에 부착된다. 접착 물질에 의해 기판 상에 히트싱크가 강하게 부착되어 있을수록 LED 패키지의 방열 성능은 좋아진다. 그러나, 방열 LED 패키지가 기판 상에서 미끄러지는 힘에 의해, 기판에 대한 접착 강도가 저하되는 경우가 많았으며, 이는 히트싱크(90)에 의한 LED 패키지의 방열 성능을 떨어뜨리는 원인이 된다. Conventionally, when a heat-dissipating LED package is mounted on a substrate, a heat sink is attached to the
즉, LED 패키지에 기본 구조와 하부 인쇄 회로 기판(PCB)의 접합은 상기와 같이 각 층간에 부착을 하기 위해 여러 가지 접착제(Adhesive)를 사용하며 PCB에 기본 층간 물질과 전열 시트(Thermal Sheet) 및 히트싱크(Heat sink)에 부착이 복잡하게 이루어 진다.That is, the bonding of the basic structure to the lower printed circuit board (PCB) in the LED package uses various adhesives for adhesion between the respective layers as described above, and a basic interlayer material, a thermal sheet, The attachment to the heat sink is complicated.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 광소자 패키지의 방열 구조를 단순화한 광소자 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical device package in which a heat dissipation structure of an optical device package is simplified and a manufacturing method thereof.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 타입의 광소자 패키지는 비아홀이 관통되어 형성된 절연필름; 상기 절연필름의 일면 상에 위치하며 상기 비아홀에 대응한 금속층의 부분에 상기 절연필름의 일면으로부터 다른 면을 향해 함몰되도록 형성된 함몰부를 갖는 금속층; 상기 함몰부 상에 실장되며 상기 금속층과 전기적으로 연결된 광소자; 및 상기 금속층의 함몰부에 접합되는 히트싱크를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a film type optical device package including: an insulating film formed through a via hole; A metal layer located on one side of the insulating film and having a recess formed in a portion of the metal layer corresponding to the via hole so as to be recessed from one surface of the insulating film toward the other surface; An optical element mounted on the depression and electrically connected to the metal layer; And a heat sink joined to the depression of the metal layer.
상기 금속층은 금속으로 도금될 수 있다.The metal layer may be plated with a metal.
상기 히트싱크는 상기 금속층에 접합되는 면이 플럭스 처리될 수 있다.The surface of the heat sink bonded to the metal layer may be subjected to flux treatment.
히트싱크상기 금속층은 솔더층에 의해 히트싱크에 접합될 수 있으며, 상기 솔더층은 솔더, 은 페이스트 및 구리 페이스트 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다.Heatsink The metal layer may be bonded to the heat sink by a solder layer, and the solder layer may be formed by any one of solder, silver paste and copper paste.
상기 함몰부는 상기 절연필름의 두께보다 작은 함몰 깊이를 가질 수 있다.The depression may have a depression depth smaller than the thickness of the insulation film.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법은 절연필름에 비아홀을 형성하고; 상기 절연필름의 일면 상에 금속층을 형성하며; 상기 비아홀에 대응한 금속층의 부분에 상기 절연필름의 일면으로부터 다른 면을 향해 압박함으로써 함몰부를 형성하며; 상기 함몰부 상에 상기 금속층과 전기적으로 연결되도록 광소자를 실장하며; 상기 금속층의 함몰부에 히트싱크를 접합하는 것을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a film type optical device package, comprising: forming a via hole in an insulating film; Forming a metal layer on one surface of the insulating film; A portion of the metal layer corresponding to the via hole is pressed toward the other surface of the insulating film to form a depression; Mounting an optical element on the depression so as to be electrically connected to the metal layer; And bonding a heat sink to the depression of the metal layer.
상기 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법은 상기 금속층은 금속으로 도금하는 것을 더 포함할 수 있다.The film type optical device package manufacturing method may further include plating the metal layer with a metal.
상기 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법은 기 히트싱크의 상기 금속층에 접합되는 면을 플럭스 처리하는 것을 더 포함할 수 있다.The film type optical device package manufacturing method may further include fluxing the surface of the base heat sink to be bonded to the metal layer.
본 발명은 접착층이 없는 금속판(또는 히트싱크)에 광소자 패키지를 접합함으로써, 기존의 접합층으로 인한 열 흐름의 병목현상을 방지하여 방열 효율을 극대화하고, 기존의 복잡한 방열 구조를 단순화하므로 경제성을 향상시킬 수 있다.By bonding an optical device package to a metal plate (or a heat sink) without an adhesive layer, the present invention maximizes the heat dissipation efficiency by simplifying the existing complicated heat dissipation structure by preventing the bottleneck of heat flow due to the existing junction layer, Can be improved.
도 1은 종래 LED 패키지와 히트싱크의 접합을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지 제조 공정의 단면도이다.
도 4는 도 3의 광소자 패키지의 어레이를 본 발명에 따라 히트싱크에 직접 접합하는 공정을 나타내는 도면이다. 1 is a cross-sectional view showing a junction between a conventional LED package and a heat sink.
2 is a cross-sectional view of a film type optical device package according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a film type optical device package manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a step of directly bonding an array of optical device packages of Fig. 3 to a heat sink according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a film type optical device package and a method of manufacturing the same according to a preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.
또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In addition, the size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean a size actually applied.
종래에는 LED 패키지에 기본 구조와 하부 인쇄 회로 기판(PCB)의 접합은 상기와 같이 각 층간에 부착을 하기 위해 여러 가지 접착제(Adhesive)를 사용하며 인쇄회로기판(PCB)에 기본 층간 물질과 전열 시트(Thermal Sheet) 및 히트싱크(Heat sink)에 부착이 복잡하게 이루어 진다. Conventionally, the bonding of the basic structure to the lower printed circuit board (PCB) in the LED package uses various adhesives for attaching between the respective layers as described above, and the basic interlayer material and the heat transfer sheet (Thermal sheet) and a heat sink.
상기한 문제점을 해결하여 본 발명은 접착층이 없는 금속판(또는 히트싱크)에 광소자 패키지를 접합한다. 구체적으로, 본 발명에 따라 광소자 패키지는 솔더링(Soldering) 또는 은 페이스트(Ag paste), 구리 페이스트(Copper paste) 등을 이용하여 하부 히트싱크와 바로 부착한다. 부착하기 전 히트싱크의 표면은 플럭스(Flux) 처리로 솔더링(Soldering)이 잘 되게 한다.In order to solve the above problems, the present invention joins an optical device package to a metal plate (or a heat sink) without an adhesive layer. Specifically, the optical device package according to the present invention is directly attached to the lower heat sink by using soldering, silver paste, copper paste, or the like. The surface of the heat sink before fluxing is treated by fluxing to ensure good soldering.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 패키지의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.The structure of the LED package according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지는 비아홀이 관통되어 형성된 절연필름(110), 상기 절연필름(110)의 일면 상에 위치하며 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀에 대응한 부분에 상기 절연필름(110)의 일면으로부터 다른 면을 향해 함몰되도록 형성된 함몰부(125)를 갖는 금속층(120) 및 상기 함몰부(125) 상에 실장되며 상기 금속층(120)과 전기적으로 연결된 광소자(130)를 포함한다. 2 is a cross-sectional view of a film type optical device package according to an embodiment of the present invention. 2, a film type optical device package according to an embodiment of the present invention includes an
절연필름(110)은 폴리이미드 필름(polyimide film)인 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 열 충격에 강한 세라믹(Ceramic) 재료로 제조될 수도 있다. 또, 상기 금속층(120)은 구리(Cu)로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 절연필름(110)은 필름 형태이기 때문에 롤 투 롤 공정으로 대량 생산이 가능하다. The
절연필름(110)을 관통하여 형성된 비아홀들은 광소자(130)가 실장되는 비아홀, 각 층 간의 전기적 연결을 위한 바이홀, 열 확산을 용이하게 하기 위한 열 비아홀(thermal via hole), 각 층들을 정렬하는 기준이 되는 비아홀을 포함할 수 있다. The via holes formed through the
한편, 광소자 패키지는 금속층(120)이 형성되는 절연필름(110)의 일면 상에 접착물질을 도포함으로써 형성된 접착층(도시생략)을 포함할 수 있으며, 이 경우 우 금속층(120)은 접착층에 의해 상기 절연필름(110)에 부착된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 접착층 없이 상기 금속층(120)은 당업계에 공지된 기술에 따라 상기 절연필름(110)의 일면에 고정될 수 있다. The optical device package may include an adhesive layer (not shown) formed by applying an adhesive material on one surface of the insulating
또한, 금속층(120)은 구리(Cu)로 이루어지는 것이 바람직하다. 금속층(120)은 여러 약품 처리를 통해 표면을 활성화시킨 후, 포토 레지스트를 도포하고 노광 및 현상 공정을 수행한다. 현상공정이 완료된 후, 에칭 공정을 통해 필요한 회로를 형성하고 포토레지스트를 박리함으로써 회로 패턴이 형성된다. 또한, 금속층(120)은 금속 예컨대, 은(Ag)으로 도금될 수 있으며, 이 경우 광소자(130)으로부터의 광이 금속층(120)으로부터 더 잘 반사될 수 있다. Further, the
도 2에 도시된 바와 같이, 금속층(120)은 상기 절연필름(110)의 일면 상에 위치하며 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀에 대응한 부분에 상기 절연필름(110)의 일면으로부터 다른 면을 향해 함몰되도록 형성된 함몰부(125)를 포함한다. 함몰부(125)는 절연필름(110)을 펀칭하는 툴에 의해 형성될 수 있다. 그에 따라, 실장될 광소자(130)가 실장되는 금속층(120)의 하부는 비아홀을 통해 돌출되어, 실장될 광소자(130)의 하부에 구리 슬러그(Copper slug)가 노출되게 된다.그리고, 광소자(130)는 함몰부(125) 상에 안착된다. 그에 따라, 광소자(125)로부터 방출되는 광은 함몰부(125)의 표면에 대해 향하게 되어 함몰부(125)로부터 반사되어, 함몰부(125)는 반사부(reflector)의 역할을 수행한다. 이렇게 함으로써, 광소자 패키지(100)의 휘도가 향상될 수 있다. 광소자(130)는 와이어(140)을 통해 금속층(120)에 전기적으로 연결된다. 2, the
그리고, 광소자 패키지(100)는 광소자(130) 및 와이어(140)는 에폭시 또는 글라스를 몰딩하는 몰딩부(150)를 포함한다. 몰딩부(150)는 광소자(60)의 효율을 증가시키기 위해, 형광체를 포함할 수도 있다. In the
그리고, 광소자 패키지(100)의 함몰부(125)는 히트싱크(230)의 일 면 상에 솔더층(210)을 통해 접합될 수 있다. 솔더층(210)은 접착력을 가지고 있으므로, 상기 광소자 패키지(100)를 히트싱크(230)의 일 면에 접착시킨다. 이러한 솔더층(210)은 일 실시예에 따라 솔더(solder)로 형성될 수 있으며, 다른 실시예에 따라 은 페이스트(Ag paste), 구리 페이스트(copper paste) 등의 금속 페이스트로 형성될 수 있다. The
또한, 히트싱크(230)의 광소자 패키지(100)의 함몰부(125)가 접합되는 면은 플럭스 처리되어 히트싱크(230) 상에 플럭스층(220)이 형성될 수 있다. 여기에서 플럭스 처리는 히트싱크(230)의 광소자 패키지 접합면 상에 플럭스를 도포하는 처리를 말한다. 일반적인 플럭스 도포 장치는 액체상태의 플럭스를 저장하는 플럭스 저장용기 및 복수의 니들(niddle)들을 가지는 플럭스 도포유닛을 구비한다. 플럭스 도포 공정이 개시되면, 플럭스 저장용기에 저장된 플럭스에 상기 플럭스 도포 유닛의 니들들의 끝단 부분을 접촉시켜 니들들에 일정량의 플럭스를 도포한다. The surface of the
이러한 플럭스층(220)은 솔더층(210)이 광소자 패키지(100)와 히트싱크(230)의 접합을 위해 제공된 경우 제거될 수 있다. 다시 말해, 광소자 패키지(100)와 히트싱크(230)의 접합을 위해 솔더층(210) 및 플럭스층(220) 중 어느 하나만이 요구된다. This
상기와 같은 구조의 광소자 패키지는 광소자가 실장되는 금속층 및 비아홀에 집적 히트싱크가 접합되므로, 열응력 및 열방출을 위한 열 전달 라인(heat pass line)이 발생하여 방열 효율을 극대화할 수 있다.Since the integrated heat sink is bonded to the metal layer and the via hole in which the optical device is mounted, a heat transfer line for thermal stress and heat dissipation is generated, thereby maximizing heat dissipation efficiency.
상기한 바와 같은 광소자 패키지의 제조 공정을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.A manufacturing process of the above-described optical device package will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 필름 타입의 광소자 패키지 제조 공정의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a film type optical device package manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
도 3를 참조하면, 절연 필름(110)의 일면에 접착층(112)을 도포한다(S1). 여기서 절연필름 (110)의 재료는 폴리이미드 또는 열 충격에 강한 세라믹일 수 있다. 그 후, 절연필름(110)에 비아홀들(114)을 형성한다(S2). 비아홀들은 전술한 바와 같이, 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀 외에도, 각 층 간의 전기적 연결을 위한 바이홀, 열 확산을 용이하게 하기 위한 열 비아홀(thermal via hole), 각 층들을 정렬하는 기준이 되는 비아홀 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, an
그리고 금속층(120)을 접착층(112) 상에 라미네이트한다. 이후, 여러 약품 처리를 통해 표현을 활성화시킨 후, 포토 레지스트를 도포하고 노광 및 현상 공정을 수행한다. 현상공정이 완료된 후, 에칭 공정을 통해 필요한 회로를 형성하고 포토레지스트를 박리함으로써 회로 패턴이 형성된 금속층(120)을 형성한다(S4). 도 3에서는 금속층(120)이 패턴을 갖는 것을 표시함으로써 회로 패턴이 형성된 금속층이 형성됨을 표시하였다(S4). 이어서, 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀에 대응한 금속층(120)의 부분을 압박하여(down set) 광소자(130)가 안착할 수 있는 함몰부(125)를 형성한다(S4). The
함몰부(125)는 절연필름(110)을 펀칭하는 툴에 의해 형성될 수 있다. 즉, 펀치 툴이 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀에 대응한 금속층(120)의 부분을 압박함으로써 함몰부(125)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 펀치 툴이 광소자(130)를 수용하기 위한 비아홀에 대응하는 금속층(120)의 부분을 상기 절연필름(110)의 일면으로부터 다른 면을 향해 압박하면 함몰부(125)가 형성된다. 한편, 함몰부(125)를 형성하기 위한 툴은 당업자에게 자명한 어떠한 툴이라도 가능하다. The
상기 금속층에 회로 패턴을 형성하는 단계(S5)와 함몰부(125)를 형성하는 단계들이 동시에 수행될 수도 있고, 그 순서들이 바뀔 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is apparent to those skilled in the art that the step of forming the circuit pattern (S5) on the metal layer and the step of forming the
이어서, 금속층(120)을 금속 예컨대, 은(Ag)으로 도금하고, 함몰부(125)에 광소자(130) 또는 광소자 칩(130)을 실장한다(S5). 금속 도금에 의해 광소자(130)으로부터의 광이 금속층(50)으로부터 더 잘 반사될 수 있다. 그에 따라, 광소자(130)로부터 방출되는 광은 함몰부(125)의 표면에 대해 향하게 되어 함몰부(125)로부터 반사되며 그에 따라, 광소자 패키지의 휘도가 향상될 수 있다. Subsequently, the
이어서 광소자(130)를 와이어(140)을 통해 금속층(120)에 전기적으로 연결된다(S7). 선택적으로, 함몰부(125)를 형광 재료로 채움으로써 형광체층(도시 생략)을 더 형성할 수 있다. 최종적으로, 광소자(130) 및 와이어(140)는 에폭시 또는 글라스로 몰딩하여 몰딩부(150)를 형성한다. 상기한 방식으로 각각의 광소자 패키지(100)가 제조된다. The
상기와 같은 광소자 패키지(100) 어레이가 도 4에 도시되어 있다. An array of such optical device packages 100 is shown in FIG.
도 4는 도 3의 광소자 패키지의 어레이를 본 발명에 따라 히트싱크에 직접 접합하는 공정을 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a step of directly bonding an array of optical device packages of Fig. 3 to a heat sink according to the present invention.
도 4를 참조하면, 광소자 패키지(100)의 어레이는 히트싱크(230)에 솔더층(210)을 통해 접합된다. 전술한 바와 같이 솔더층(210)은 접착력이 있기 때문에, 광소자 패키지(100)를 히트싱크(230)에 부착시킨다.Referring to FIG. 4, an array of optical device packages 100 is bonded to a
선택적으로, 히트싱크(230)의 광소자 패키지 어레이가 접합되는 면은 광소자 패키지 어레이와의 접합을 위해 플럭스(flux) 처리될 수 있다. 만약 솔더층(210)이 광소자 패키지(100)과 히트싱크(230) 사이에 개재된 경우에는 히트싱크(230)의 광소자 패키지(100)가 접합되는 면 상에 플럭스층을 형성하지 않을 수 있다.Alternatively, the surface to which the optical device package array of the
이와 같이, 본 발명에 따른 광소자 패키지 어레이(Arrayed ALP(Advanced LED PKG))의 경우 광소자 칩의 하부에 구리 슬러그(Copper slug)가 노출되어 있어 히트싱크(Heat sink)에 바로 접합하여 방열을 용이하게 한다. As described above, in the case of the arrayed ALP (Advanced LED PKG) according to the present invention, copper slug is exposed to the bottom of the optical device chip, and the copper slug is directly bonded to the heat sink, .
다시 말해, 본 발명은 접착층이 없는 금속판(또는 히트싱크)에 광소자 패키지를 접합한다. 그 결과, 본 발명은 기존의 접합층으로 인한 열 흐름의 병목현상을 방지하여 방열 효율을 극대화하고, 기존의 복잡한 방열 구조를 단순화하므로 경제성을 향상시킬 수 있다.In other words, the present invention joins an optical device package to a metal plate (or a heat sink) without an adhesive layer. As a result, the present invention can maximize the heat dissipation efficiency by preventing the bottleneck of heat flow due to the existing bonding layer and simplify the existing complicated heat dissipation structure, thereby improving the economical efficiency.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.
110: 절연필름 120: 금속층
130: 광소자 140: 와이어
150: 몰딩부 210: 솔더층
220: 플럭스층 230: 히트싱크110: Insulation film 120: metal layer
130: optical element 140: wire
150: molding part 210: solder layer
220: flux layer 230: heat sink
Claims (9)
상기 절연필름의 상면 상에 위치하며 상기 비아홀에 대응한 금속층의 부분에 상기 절연필름의 상면으로부터 하면을 향해 함몰되도록 형성된 함몰부 및 회로패턴을 갖는 금속층;
상기 함몰부 상에 실장되며 상기 회로패턴과 전기적으로 연결된 광소자; 및
상기 절연필름의 하면 및 상기 함몰부의 하면에 접합되는 히트싱크를 포함하며,
상기 히트싱크는 상기 절연필름의 하면 및 상기 함몰부의 하면에 접합되는 면이 플럭스 처리되는 필름 타입의 광소자 패키지.An insulating film formed through the via hole;
A metal layer located on the upper surface of the insulating film and having a depression and a circuit pattern formed on a portion of the metal layer corresponding to the via hole so as to be recessed from the upper surface to the lower surface of the insulating film;
An optical element mounted on the depression and electrically connected to the circuit pattern; And
And a heat sink joined to the lower surface of the insulating film and the lower surface of the depression,
Wherein the heat sink is flux-processed on the lower surface of the insulating film and the surface bonded to the lower surface of the depressed portion.
상기 금속층은 금속으로 도금되는 필름 타입의 광소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the metal layer is plated with a metal.
상기 금속층은 솔더층에 의해 상기 히트싱크에 접합되는 필름 타입의 광소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the metal layer is bonded to the heat sink by a solder layer.
상기 솔더층은 솔더, 은 페이스트 및 구리 페이스트 중 어느 하나에 의해 형성되는 필름 타입의 광소자 패키지.5. The method of claim 4,
Wherein the solder layer is formed by one of solder, silver paste, and copper paste.
상기 함몰부는 상기 절연필름의 두께보다 작은 함몰 깊이를 갖는 필름 타입의 광소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the depression has a recess depth smaller than the thickness of the insulating film.
상기 절연필름의 상면 상에 금속층을 형성하며;
상기 비아홀에 대응한 금속층의 부분에 상기 절연필름의 상면으로부터 하면을 향해 압박함으로써 함몰부를 형성하며;
상기 금속층에 회로패턴을 형성하며;
상기 함몰부 상에 상기 회로패턴과 전기적으로 연결되도록 광소자를 실장하며;
상기 절연필름의 하면과 상기 함몰부의 하면에 히트싱크를 접합하는 것을 포함하는 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법.Forming a via hole in the insulating film;
Forming a metal layer on the upper surface of the insulating film;
A portion of the metal layer corresponding to the via hole is pressed toward the lower surface from the upper surface of the insulating film to form a depression;
Forming a circuit pattern on the metal layer;
Mounting an optical element on the depression to be electrically connected to the circuit pattern;
And bonding a heat sink to a lower surface of the insulating film and a lower surface of the depressed portion.
상기 금속층은 금속으로 도금하는 것을 더 포함하는 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the metal layer is plated with a metal.
상기 함몰부의 하면 및 상기 절연필름의 하면에 접합되는 상기 히트싱크의 접합면을 플럭스 처리하는 것을 더 포함하는 필름 타입의 광소자 패키지 제조 방법.8. The method of claim 7,
And fluxing the bonding surface of the heat sink to be bonded to the lower surface of the depression and the lower surface of the insulating film.
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